Шанс есть! Наука удачи, случайности и вероятности

Вопреки многих книгам и статьям, Дарвин тоже полагал нечто подобное, а именно что условия, в которых обитает организм, могут приводить к наследуемым модификациям. Согласно дарвиновской гипотезе пангенезиса, эти приобретенные изменения способны оказаться как вредоносными, так и благотворными: скажем, сын может заполучить подагру из-за того, что отец слишком много пил. Естественный отбор, по мнению Дарвина, благоприятствует полезным изменениям и отсеивает вредные. Собственно, Дарвин считал, что приобретенные модификации как раз и обеспечивают изменчивость, которая необходима для эволюции, протекающей путем естественного отбора.

Гипотезу пангенезиса так и не приняли ни при жизни Дарвина, ни позже. В ХХ веке стало очевидно, что основой наследственности служит ДНК, а мутации, модифицирующие ДНК-последовательности, как раз и являются источником изменчивости, на которую опирается естественный отбор. Факторы, связанные с воздействием окружающей среды (экологических факторов, к примеру, радиации), способны вызывать мутации, и те передаются от родителей потомству, однако их эффект носит случайный характер. Биологи отвергли идею, согласно которой адаптивные признаки, приобретенные в течение жизни особи, могут передаваться ее потомству.

Но еще в прошлом веке постоянно выявлялись странные случаи: было очевидно, что порой характер наследования признаков не согласуется с идеей о том, будто наследственность сводится лишь к ДНК. Например, когда беременным крысам вводили фунгицид винклозолин, фертильность их потомков мужского пола снижалась по меньшей мере на протяжении двух поколений, хотя винклозолин не меняет ДНК самцов.

Сегодня никто не сомневается, что экологические факторы способны вызывать изменения у потомства животных, даже если при этом ДНК не меняется. Удалось выявить множество различных эпигенетических механизмов – от добавления временных «меток» к ДНК или белкам, вокруг которых она обернута, до появления определенных молекул в сперматозоидах или яйцеклетках.

При этом ожесточенные споры вызывает роль эпигенетических модификаций в эволюции. Некоторые биологи (наиболее известная среди них Ева Яблонка из Тель-Авивского университета) полагают, что наследуемые эпигенетические изменения, возникшие под влиянием среды, являются адаптивными чертами. Эти ученые называют такие изменения «неоламаркианскими». Сегодня раздаются громкие голоса, заявляющие, что подобные процессы диктуют необходимость заново пересмотреть эволюционную теорию.

Однако большинство биологов пока далеки от того, чтобы с этим согласиться. По их мнению, идея о том, что адаптивные изменения родителей могут передаваться потомству посредством эпигенетических механизмов, сомнительна хотя бы из-за того, что, подобно генетическим мутациям, эпигенетические изменения, приобретаемые как результат действия экологических факторов, носят случайный характер и зачастую оказывают вредное влияние на организм.

Наследование приобретенных признаков может рассматриваться разве что как источник изменчивости, на основе которой затем действует естественный отбор. Эта позиция гораздо ближе к дарвиновской идее пангенезиса, чем к заявлению Ламарка о том, что намерения животного могут сформировать облик его потомства. Но даже такая позиция отнюдь не бесспорна: приобретенные изменения редко держатся дольше одного поколения.

Хотя эпигенетические модификации могут передаваться от клетки к ее потомкам в течение жизни организма, обычно они не передаются потомкам организма, то есть не распространяются на следующее поколение. «Процесс выработки половых клеток обычно стирает все эпигенетические отметки, – подчеркивает Файнберг. – С точки зрения эпигенетики у вас получается чистый лист». А если эпигенетические отметки обычно не держатся долго, не так-то легко представить себе, каким образом они могут играть сколько-нибудь существенную роль в эволюции – разве что важна не их стабильность, а их нестабильность.

Файнберговский «новый взгляд на эволюцию» скорее подразумевает не еще один способ кодирования специфических характеристик (как полагают Яблонка и ее единомышленники), а восприятие эпигенетических отметок как чего-то такого, что вносит элемент случайности в картину экспрессии генов. По мнению Файнберга, во флуктуирующих средах у генетических линий, способных давать потомство с изменчивой картиной генетической экспрессии, больше шансов выдержать превратности эволюции.